安防之家讯：目前矩阵式变频器因采用具有输入功率因数可调，输出频率连续，功率双向流动且无直流母线的矩阵式变换器(MC)而倍受关注。虽然三相用电设备广泛应用于生产领域，但是在一些行业(如感应加热和感应熔炼)仍需要单相电源，而在这些行业用电对电网产生严重污染，如果将矩阵式变换器(MC)应用在这些行业中将对新一代“绿色”电源产生深远的影响。在此综合考虑因不同的控制策略，低频段和高频段对系统的资源占用率不同，故采用不同的控制策略，CPU采用DSP和CPLD联合控制，实现了具有安全换流和相应的保护功能的三相-单相调功电源，该电源就很好地应用在相应的场合，充分发挥矩阵式电源的优良特性。

l 主电路结构和换流策略

1．1 主电路结构

系统电路采用的是三相-单相变换电路的其中一种较为简单的拓扑结构(带中线)如图1所示。将S1+和S1-均导通的状态称为S1状态。为了尽可能多地滤除输入电流中的由开关动作产生的高频谐波中高频谐波成分，减少对电网侧的高频污染，并提高输入功率因数，因此引入滤波器，阻尼电阻Rd有利于在转折频率点后高频电流的衰减，并入电容有利于减小开关器件间的耦合。电路采用反向并联IGBT构成双向开关，通过控制各个开关状态的时间，实现目标电压。

1．2 换流策略

由主电路的基本特征和应用在感应加热行业就决定了矩阵式变换器在工作过程中必须遵循两个原则：矩阵式变换器的三相输入中的任意两相之间不能短路，避免使用电压源短路造成过流。矩阵式变换器的输出不能断路，避免感性负载突然断路而产生的过电压。由此可见在换流的过程中必须选择可靠的换流策略，为了解决这一问题采用传统的基于电流检测的四步换流策略较为合适。该方法必须加以电流检测元件(电流互感器、霍尔传感器等)，为了保证IGBT的可靠开通与关断，将控制电压设定为：开通电压+15 V(记为1)，关断电压-5 V(记为O)。为了便于说明规定电流如图1所示时记为I(+)，反之I(-)。四步换流开关转换过程如图2所示，现以由S1到S2状态进行换流的四个过程进行说明，假设此时检测输出电流方向为I(+)。第一步，在开通S2-之前必须将S1-关断，否则U1和U2将通过S2+和S1-形成回路；第二步．开通S2-，如果U2>U1，此时负载电流将立刻从S1-转移到S2-，否则负载电流将继续通过S1+；第三步，在开通S2-前先关断S1+，此时负载电流已转移到S2+；第四步，开通S2-。

当电流反向时采用相同的方法，只是开通顺序的不同。由此可见采用四步换流法，既禁止了可能是电源发生短路的组合，又保证了在任意时刻至少有一条通路，从而提高了环流的安全性。值得注意的是在换流的过程中为了避免换流出错需要锁存获取的电流方向的信息。

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